基于功率平衡及时滞补偿相结合的双级式变流器协调控制

在光伏、锂电池储能等分布式发电系统及微网中,包含DC/DC和DC/AC两级功率变换模块的双级式功率变流器作为能量汇集和交换的核心设备而得到广泛应用,其协调控制则是保证系统稳定运行的关键。首先利用经典控制理论从动态性能方面分别对前后级控制器参数进行设计;然后在全系统状态空间小信号模型基础上,利用特征值理论进行稳定性分析;最后为抑制暂态时直流母线电压冲击和波动,提出基于功率平衡和时滞补偿(一阶微分环节)相结合的前馈补偿方法。实验结果表明,采用本文提出的控制器设计和分析方法获得的系统动态与稳态性能和理论分析一致;应用该前馈补偿方法,能有效抑制暂态时直流母线电压冲击和波动,提高系统动态响应。

应用于钠硫电池的双级式储能变流器控制策略

钠硫电池具备低电压、大电流的特性,储能变流器(PCS)的接入具有一定的挑战,此处采用双级式PCS有效解决接入问题。前级DC/DC变换器提高直流母线电压,釆用六相交错并联技术,有效解决大电流问题,降低直流电流纹波;后级DC/AC变流器通过同步旋转坐标变换,釆用前馈解耦实现有功、无功的独立控制;同时釆用顺序控制逻辑启停前后级变流器,保证储能系统的安全可靠运行。最后通过200kW钠硫电池储能系统实时数字仿真仪(RTDS)实验分析,验证所提控制策略的合理性和可靠性。

煤矿灾害救援双级式信息探测机器人系统研制

针对煤矿灾害救援信息探测机器人难以到达井下灾害现场的现状,研制一种新的基于井下避难硐室的煤矿灾害救援双级式信息探测机器人系统。当发生煤矿灾害时,该系统一级运载机器人从避难硐室附近出发,沿煤矿巷道顶板预设的工字钢轨道行驶,直到无法继续前进时释放二级信息探测机器人进一步对灾害信息进行探测。该系统基于RSSI的改进路径损耗模型设计,解决了受限空间的无线通信不畅和中继设备安放间隔难以确定的问题。煤矿巷道仿真实验室对该系统测试结果表明,双级式煤矿信息探测机器人在井下通信顺畅,图像数据传输清晰连续,系统运行稳定。

双级式光伏并网发电前级变换器系统建模与控制器参数设计

针对双级式光伏并网发电前级变换器系统功率电压双闭环MPPT结构的控制器参数设计问题,基于前级变换器系统的等效电路,采用状态空间平均法建立了系统的非线性模型,进而采用平衡点附近线性化方法得到其线性模型。根据对象特性引入控制器结构,在频率特性和根轨迹分析的基础上,给出了前级控制器参数的系统化设计方法。12 k W双级式光伏并网发电系统仿真结果表明,在标准光强和模拟自然条件光强变化时,该控制器能快速实现前级MPPT跟踪控制及单位功率因数并网控制,获得了良好的动静态性能。

双级式有功备用光伏虚拟同步机控制策略

大规模光伏并网发电导致电力系统面临惯性下降与调频能力不足的问题,迫切需要光伏系统主动参与电网频率调节。以双级式光伏拓扑结构为基础,提出有功备用跟踪的光伏虚拟同步机控制策略。DC\DC侧根据光伏单元运行的最大功率点确定系统的有功备用点,使系统运行在有功备用模式;当电网频率扰动时可调节光伏单元的有功输出来参与一次调频。逆变侧采用与同步机等效的下垂控制方案,将高压直流侧电容模拟为虚拟转子响应功率动态调节,并通过PI控制维持直流电容电压恒定。建立光伏有功调频的小信号模型,运用传递函数分析了直流电容参数对动态性能的影响。在辐照度突降、电网频率突变以及不同系统参数下进行仿真分析,证明了所提方案的有效性。

双级式光伏并网发电系统及其关键环节的设计

以双级式光伏并网发电系统作为研究重点,前级采用Boost升压电路,结合最大功率点跟踪(MPPT)技术提升光伏阵列的工作效率;后级为双闭环控制的三相电压型逆变电路,利用LCL滤波器减小并网电流的谐波含量。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,结果表明:在改变温度和光照强度的情况下,可实现对最大功率点(MPP)的准确跟踪控制和单位功率因数并网。

双级式光伏发电虚拟惯量控制策略

大规模光伏发电并网挤占了具有转动惯量的同步发电机组空间,导致惯量减小与调频能力不足的问题,迫切需要光伏发电主动参与电网频率调节。以双级式光伏发电为研究对象,在研究基于锁相环动态的常规虚拟惯量控制的同时,提出基于低压直流电容动态的虚拟惯量控制和基于高压直流电容动态的虚拟惯量控制,并分析控制参数对虚拟惯量控制的影响。研究结果表明:①对于常规虚拟惯量控制,锁相环控制带宽越小,频率跌落过程中光伏发电可提供支撑的功率越多;②对于低压直流电容动态的虚拟惯量控制,由于电压环中引入电网频率—低压侧直流电压(f-U_(PV))补偿环节,低压直流电压的改变不仅影响频率的暂态过程,还影响频率的稳态偏差;③对于高压直流电容动态的虚拟惯量控制,减小Boost变换器的电压环积分系数,减缓直流电压的动态过程,频率跌落过程中光伏发电可提供支撑的功率越多。

双级式光伏并网变换器的控制策略研究

文章针对双级式光伏并网前级Boost变换器,提出了一种具有功率、电压双闭环结构和基于梯度信息的变步长MPPT控制策略,它直接从光伏阵列的功率-电压特性出发,依据梯度信息直接给出最大功率点电压,进而通过电压闭环实现自动寻优,快速实现最大功率跟踪控制。针对后级含有LCL滤波器的逆变器,基于常规矢量控制技术,引入了有源阻尼控制中的电容电流反馈技术,给出了一种含有LCL滤波器的逆变器有源阻尼功率解耦控制策略,能够实现直流侧电压恒定和单位功率因数的并网控制,且在不增加系统损耗的情况下有效抑制系统谐振。建立了10 kW双级式光伏并网系统仿真模型,仿真结果表明,系统能够快速跟踪光强变化,实现MPPT控制及单位功率因数并网控制,具有良好的动态调节性能和静态特性。

拓宽双级式矩阵变换器反向发电功率范围的控制策略

基于一种双级式矩阵变换器反向发电系统结构,研究其实现升压发电的控制方法,提出一种能够拓宽反向发电功率范围的控制策略,对变换器调制比进行闭环控制,使得轻载时发电机能自动减小励磁电流,从而使系统能够正常工作。这种励磁调节的方法与常规的恒压励磁控制不同,它是将励磁控制与变换器调制比控制相结合,拓宽了反向发电功率范围,提高了系统性能。实验结果验证了该新型控制策略的有效性。

双级式光伏发电主动参与电网频率调节

为解决大规模光伏发电并网带来系统调频能力不足的问题,提出了双级式光伏发电有功功率-频率下垂控制和虚拟惯量控制,通过修改Boost变换器或网侧逆变器原有的控制结构来实现光伏发电主动参与电网频率调节。并分析虚拟惯性时间常数、锁相环控制带宽对虚拟惯量控制的影响。基于光伏发电的有功功率-相位运动模型、同步发电机组的频率响应模型来分析光伏发电的虚拟惯量特性及其对系统频率动态特性的影响。仿真结果表明:Boost变换器和网侧逆变器均可按照设定的下垂曲线来控制光伏阵列增发或减少一定量的有功功率,抑制电网频率跌落或升高;虚拟惯性时间常数越大或锁相环控制带宽越小,光伏发电的虚拟惯量越大,频率动态过程中可提供支撑的功率越多。

基于DSP的双级式矩阵开关电源系统的研究

为解决传统大功率开关电源系统中,整流侧产生大量谐波电流而使得系统的输入功率因素低,且谐波畸变率(THD)高的问题,本文基于TMS3320FL2407系列DSP,采用空间矢量脉宽调制(SPWM)技术,设计出矩阵式开关电源系统.经仿真实验分析,矩阵式开关电源系统可以有效地改善输入侧电流波形质量,并使得系统的功率密度有所提高.

电化学储能双级式PCS对比分析

储能变流器(Power Conversion System,PCS)是实现储能电池与电网功率交换的重要单元,其作为连接电池与负荷之间的电能转换装置,可以对充电、放电过程实现控制,并进行交直流的转换。其性能的好坏关系到能量传输质量,合理的储能逆变器设计对于促进能源消纳有重要的意义。对基础的单双级电路做简要介绍,针对双级式中的DC/DC变换器做合理分析,并总结出改进型方案,提出当前主要的研究难点,对研究前景进行展望,为今后发展提供便捷且可靠的参考。

双级式电压调节器常见故障分析

双级式电压调节器目前在国内汽车上仍被广泛采用，因此很有必要对其故障进行总结和分析。此类调节器虽然型号各异，但其结构原理却大同小异。它与交流发电机配合使用中会出现多样故障，但从其现象以及引起的后果来看，不外以下三种：1、充电系过充电；2、充电系不充电；3、搭铁故障。

双级气缸式弹射装置内弹道分析

在使用双缸提拉式弹射装置发射战术导弹时,考虑到机动性等因素,在导弹发射筒长一定的情况下,针对如何提高导弹出筒速度和保证导弹的最大过载不超过允许值,提出了一种新型弹射器设计方案,并进行了初步的设计及内弹道计算。

双级耦合式热泵供热系统在寒冷地区应用的可行性分析

双级耦合式热泵供热系统在我国寒冷地区应用的关键在于空气源热泵冷水机组运行状况,文献犤1犦从机组压缩比、容积效率、供热量变化率等方面进行了初步评价。本文在此基础上,又进一步对机组的耗功和性能系数作出评价,并对该系统在北京地区全年采暖期内运行情况作出预报分析。

CO_2热泵双级冷却套管式气体冷却器性能数值模拟

建立了跨临界CO_2制冷系统中双级冷却套管式气体冷却器模型,对管内CO_2侧和水侧的流动及换热进行了数值仿真。分析了各种参数下的双级冷却套管式气体冷却器的性能。比较了多种工况下的仿真结果与试验数据,验证了该模型的正确性。

双级式真空提前调节装置

随着汽车保有量的增加,汽车的排放污染越来越受到人们的关注。为了减少汽车排放污染物,北京地区要求把现有车辆上传统的真空提前调节装置都换成双级式真空提前调节装置。目前,夏利轿车已采用了这种调节装置。

双级矩阵式变换器的输入功率因数控制

本文深入分析了双级矩阵式变换器的拓扑结构和调制策略。根据中间直流环节电压必须为正的原则,确定了输入功率因数角的调节范围。研究了输入滤波器对输入功率因数的影响,推导得出了网侧功率因数角的计算公式。Matlab仿真结果验证了理论分析的正确性。